Sejarah dan Perkembangan Tabel Periodik Unsur Kimia Lengkap (Dari Oktaf sampai Mendeleev)

Teoriilmukimia - Pada abad ke Sembilan belas, ketika para kimiawan masih samar-samar dalam memahami gagasan mengenai atom dan molekul, dan belum mengetahui adanya elektron dan proton, mereka menyusun tabel periodik dengan menggunakan pengetahuannya tentang massa atom. Berikut akan dijelaskan mengenai sejarah terbentuknya Tabel Periodik Unsur yangberlaku saat ini.

1. Hukum Oktaf oleh John Newlands

Pada tahun 1864 Kimiawan Inggris yang bernama John Newlands memperhatikan bahwa tiap unsur-unsur yang telah dikenal pada waktu itu disusun menurut massa atom, maka setiap unsur kedelapan memiliki sifat-sifat yang mirip. Newlands menyebut hubungan yang istimewa itu dengan Hukum Oktaf. Namun “Hukum” ini tidak cocok untuk unsur-unsur setelah kalsium oleh karena itu hukum ini tidak bisa diterima dikalangan kimiawan

Contoh Hukum Oktaf oleh John Newlands,

H Li Be B C N O

F Na Mg Al Si P S

Cl K Ca Cr Ti Mn Fe

Berdasarkan Hukum Oktaf di atas; unsur H, F dan Cl mempunyai kemiripan sifat. Meskipun ada beberapa hal yang tidak bisa diterima, misalnya Cr tidak mirip dengan Al, Mn tidak mirip dengan P, dan Fe tidak mirip dengan S, akan tetapi hal ini telah menuju usaha untuk menyusun daftar unsur.

John Alexander Reina Newlands

2. Sistem Periodik Mendeleev (Sistem Periodik Pendek)

Lima tahun kemudian kimiawan Rusia yang bernama Dimitri Ivanovich Mendeleev dan kimiawan Jerman yang bernama Lothar Meyer secara terpisah mengusulkan penyusunan tabukasi unsur-unsur yang lebih luas berdasarkan keteraturanya, sifat yang berulang secara periodik.

Namun ada perbedaan yang mendasar dari kedua ilmuan tersebut yakni, Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia unsur sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom. Menurut Mendeleev, sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Yang berarti,

"jika unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik"

Mendeleev menempatkan unsur yang mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajur vertikal dinamakan golongan, dan menyusun unsur berdasar kenaikan massa atom relatifnya dalam lajur horizontal dinamakan periode. Mendeleev meramalkan bahwa masih banyak unsur-unsur yang belum ditemukan, sehingga terdapat bagian kosong dalam tabel periodiknya.

Pada tahun 1869 Mendeleev berhasil menyusun suatu daftar yang terdiri atas 65 unsur yang dikenal pada waktu itu. Ia mengamati sifat kimianya dan menyatakan hukum periodik yang menyatakan:

“Sifat unsur-unsur merupakan fungsi berkala dari massa atom relatif.”

Unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatif seperti yang digunakan Newlands hanya ada beberapa perbaikan antara lain:

a. Besarnya selisih massa atom relatif sekurang-kurangnya dua satuan.

b. Bagi unsur transisi disediakan jalur khusus.

c. Beberapa tempat dikosongkan untuk unsur yang belum ditemukan.

d. Mengadakan koreksi terhadap massa atom relatif

e. Tanpa eksperimen ia mengubah valensi Boron dan Aluminium dari 2 menjadi 3.

f. Ia meramal sifat unsur yang belum dikenal.

Keuntungan dari daftar Mendeleev dalam memahami sifat unsur adalah:

1. Sifat kimia dan sifat fisika unsur dalam satu golongan berubah secara teratur.

2. Valensi tertinggi dicapai oleh unsur dengan golongan sama.

3. Kemiripan sifat dimiliki hubungan diagonal.

4. Ada unsur yang akan ditemukan yang akan menempati tempat kosong

Keterbatasan Hukum Mendeleev yaitu:

a. Panjang perioda tidak sama.

b. Beberapa unsur ada yang terbalik.

c. Selisih massa atom relatif yang tidak berurutan tidak teratur.

d. Perubahan sifat unsur ini lambat dari elektronegatif menjadi elektropositif.

e. Unsur-unsur dari lanthanoida dimasukkan ke dalam satu golongan.

f. Besarnya valensi unsur yang lebih dari satu macam valensi sukar diramal kedudukannya dalam

sistem periodik.

g. Sifat anomali unsur pertama setiap golongan tidak ada hubungannya dengan massa atom relatif.

h. Jika daftar disusun berdasarkan massa atom relatif, maka isotop unsur yang sama harus ditempatkan pada golongan yang berbeda, sedangkan isobar seperti: 40Ar, 40K, 40 Ca harus dimasukkan dalam satu golongan.

Gambar perangko post rusia Dimitri Ivanovich Mendeleev

3. Sistem Periodik Modern

Daftar asli Mendeleev mengalami banyak perubahan, namun masih terlihat pada sistem periodik modern. Ada berbagai macam sistem periodik, tetapi yang lebih sering digunakan adalah sistem periodik panjang.

Henry G Mosley menyempurnakan tabel periodik Mendeleev dengan menempatkan unsur-unsur baru yang ditemukan di dalam ruang kosong yang telah disediakan dalam tabel Mendeleev. Henry G Mosley berpendapat

Sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Artinya, sifat dasar suatu unsur ditentukan oleh nomor atomnya bukan oleh massa atom relatifnya (Ar). Sehingga sistemperiodik yang disempurnakan oleh Henry G Mosley digunakan hingga sekarangdikenal dengan Sistem Periodik Modern.

Daftar ini disusun berdasarkan konfigurasi elektron dari atom unsur-unsur. Unsur-unsur dengan konfigurasi elektron yang mirip mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip. Jadi sifat unsur ini ada hubungannya dengan konfigurasi elektron.

Hubungan ini dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Elektron-elektron tersusun dalam orbital
2. Hanya dua elektron saja yang dapat mengisi setiap orbital
3. Orbital-orbital dikelompokkan dalam kulit
4. Hanya n2 orbital yang dapat mengisi kulit ke-n
5. Ada berbagai macam orbital dengan bentuk yang berbeda.

• Orbital-s, satu orbital setiap kulit
• Orbital–p, tiga orbital setiap kulit
• Orbital-d, lima orbital setiap kulitnya
• Orbital–f, tujuh orbital setiap kulitnya

6. Elektron terluar yang paling menentukan sifat kimianya, yang disebut dengan elektron valensi.

7. Unsur dalam satu golongan mempunyai elektron valensi yang sama sehingga mempunyai sifat yang mirip.

8. Satu golongan unsur berubah secara teratur.

9. Unsur dalam satu perioda mempunyai sifat yang berubah secara teratur.

Berikut adalah Tabel Periodik Unsur yang digunakan saat ini

Tabel Periodik Unsur

Pengertian ilmu kimia dan materi

TeoriKimia - Kata Kimia berasal dari serapan 2 bahasa asing yaitu bahasa Arab dari kata kimiya yang artinya perubahan benda/zat dan dari bahasa Yunani dari kata khemeia yang artinya ilmu yang mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahannya dan interaksi antar/intra molekul untuk membentuk suatu materi tertentu. 

Kimia sering disebut sebagai "ilmu pusat" karena menghubungkan berbagai ilmu lain, seperti fisika, ilmu bahan, nanoteknologi, biologi, farmasi, kedokteran, bioinformatika, dan geologi. Koneksi ini timbul melalui berbagai subdisiplin yang memanfaatkan konsep-konsep dari berbagai disiplin ilmu. Sebagai contoh, kimia fisik melibatkan penerapan prinsip-prinsip fisika terhadap materi pada tingkat atom dan molekul. 

Tabel Sistem Periodik Unsur - unsur kimia

Ilmu kimia berhubungan dengan interaksi materi yang dapat melibatkan dua zat atau antara materi dan energi, terutama dalam hubungannya dengan hukum pertama termodinamika. Kimia tradisional melibatkan interaksi antara zat kimia dalam reaksi kimia, yang mengubah satu atau lebih zat menjadi satu atau lebih zat lain. Kadang reaksi ini digerakkan oleh pertimbangan entalpi, seperti ketika dua zat berentalpi tinggi seperti hidrogen dan oksigen elemental bereaksi membentuk air, zat dengan entalpi lebih rendah. Reaksi kimia dapat juga berlangsung dengan menggunakan katalis (contohnya adalah asam sulfat yang mengkatalisasi elektrolisis air) atau fenomena immaterial (seperti radiasi elektromagnet dalam reaksi fotokimia). Kimia tradisional juga menangani analisis zat kimia, baik di dalam maupun di luar suatu reaksi, seperti dalam spektroskopi. 

Materi terdiri dari atom atau komponen – komponen sub atom pembentuk atom yaitu proton, elektron dan neutron. Gabungan dari beberapa atom akan  menghasilkan bentuk materi yang lebih kompleks seperti ion, molekul, atau kristal. Struktur dunia yang kita jalani sehari-hari dan sifat materi yang berinteraksi dengan kita ditentukan oleh sifat zat-zat kimia dan interaksi antar mereka. Baja lebih keras dari besi karena atom-atomnya terikat dalam struktur kristal yang lebih kaku. Kayu terbakar atau mengalami oksidasi cepat karena ia dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen pada suatu reaksi kimia jika berada di atas suhu tertentu.

Materi pada umumnya diklasifikasikan berdasarkan energi, fase, atau komposisi kimianya. Materi dapat digolongkan dalam 4 fase, urutan dari yang memiliki energi paling rendah adalah padat, cair, gas, dan plasma. Dari keempat jenis fase ini, fase plasma hanya dapat ditemui di luar angkasa yang berupa bintang, karena kebutuhan energinya yang teramat besar. Zat padat memiliki struktur tetap pada suhu kamar yang dapat melawan gravitasi atau gaya lemah lain yang mencoba mengubahnya. Zat cair memiliki ikatan yang terbatas, tanpa struktur, dan akan mengalir bersama gravitasi. 

Gas tidak memiliki ikatan dan bertindak sebagai partikel bebas. Sementara itu, plasma hanya terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas; pasokan energi yang berlebih mencegah ion-ion ini bersatu menjadi partikel unsur. Perbedaan fasa antara padat, cair dan gas adalah pada volume dan bentuknya. Zat padat memiliki volume dan bentuk yang tetap, zat cair memiliki volume tetap tapi tanpa bentuk yang tetap, sedangkan gas tidak memiliki volume dan bentuk yang tetap.

Sejarah ilmu kimia dan peranannya dalam kehidupan sehari-hari

TeoriKimia - Archimedes adalah seorang ahli matematika dan filsut Yunani yang hidup antara 287-212 SM. Menurut legenda, ia diminta oleh raja untuk menentukan apakah sebuah mahkota terbuat dan emas murni atau campuran antara emas dengan logam yang lebih murah seperti perak dan tembaga. 

Setelah menerima tugas ini, suatu hari ketika sedang mandi, Archimedes menemukan bahwa semakin dalam tubuhnya terendam dalam air, semakin banyak air yang tumpah keluar, dan berat tubuhnya terasa semakin ringan. Ia menyimpulkan bahwa kesan pengurangan berat benda yang tercelup di dalam suatu cairan sama dengan berat cairan yang dipindahkan. 

Prinsip ini yang sekarang disebut hukum Archimedes, memungkinkannya untuk merancang percobaan berikut. Berdasarkan pengamatannya bahwa volume suatu benda menentukan volume cairan yang dipindahkannya, dia menimbang mahkota dan emas dengan berat yang sama dan kemudian memasukkannya ke dalam air dalam wadah yang terpisah. Karena setiap benda mempunyai perbandingan berat dan volume, atau kerapatan (density) yang berbeda, mahkota (jika tidak terbuat dari emas murni) dan emas murni tersebut yang mempunyai berat yang sama di udara ~ akan memiliki berat yang berbeda dalam air, karena volume air yang dipindahkan keduanya akan berbeda. 

Archimedes sangat gembira dengan temuannya yang cemerlang ini, sehingga ia Iari dari kamar mandi sambil berteriak, "Eureka"—bahasa Yunani berarti "Saya sudah menemukannya!" Ilmu kimia sebagian besar merupakan ilmu percobaan. Seperti penemuan Archimedes, sebagian besar perkembangan ilmu kimia merupakan hasil dari pengamatan dan percobaan, meskipun sering kali dilakukan dalam laboratorium.